Formula e densitetit të materies. Formulat e dendësisë relative

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-02 17:56

Pasi nxënësit u njohën me konceptin e masës dhe vëllimit të substancave në fizikë, ata studiojnë një karakteristikë të rëndësishme të çdo trupi, që quhet dendësi. Artikulli më poshtë i kushtohet kësaj vlere. Pyetjet e kuptimit fizik të densitetit janë zbuluar më poshtë. Është dhënë edhe formula e densitetit. Janë përshkruar metodat për matjen e tij eksperimentale.

Koncepti i densitetit

Le ta fillojmë artikullin me një regjistrim të drejtpërdrejtë të formulës për densitetin e materies. Duket kështu:

ρ=m / V.

Këtu m është masa e trupit të konsideruar. Shprehet në sistemin SI në kilogramë. Në detyra dhe në praktikë, mund të gjeni edhe njësi të tjera matëse, për shembull, gram ose ton.

Simboli V në formulë tregon vëllimin që karakterizon parametrat gjeometrikë të trupit. Ajo matet në SI në metër kub, megjithatë përdoren edhe kilometra kub, litra, mililitra etj.

Formula e dendësisë tregon se çfarë mase e një lënde gjendet në një njësivëllimi. Duke përdorur vlerën e ρ, mund të vlerësohet se cili nga dy trupat do të ketë një peshë më të madhe me vëllime të barabarta, ose cili nga dy trupat do të ketë një vëllim më të madh me masa të barabarta. Për shembull, druri është më pak i dendur se hekuri. Prandaj, me vëllime të barabarta të këtyre substancave, masa e hekurit do të tejkalojë ndjeshëm të njëjtën vlerë për një pemë.

Koncepti i dendësisë relative

Vetë emri i kësaj sasie tregon se vlera në studim për një trup do të konsiderohet në lidhje me një karakteristikë të ngjashme për një tjetër. Formula për dendësinë relative ρ_{r duket kështu:}

ρ_r=ρ_s / ρ_0.

Ku ρ_s është dendësia e materialit të matur, ρ₀ është dendësia kundrejt së cilës vlera ρ _{r matet} . Natyrisht, ρ_{r është pa dimension. Ai tregon se sa herë substanca e matur është më e dendur se standardi i zgjedhur.}

Për lëngjet dhe lëndët e ngurta, si standard ρ₀ zgjidhni këtë vlerë për ujin e distiluar në një temperaturë prej 4 ^oC. Është në këtë temperaturë që uji ka një densitet maksimal, që është një vlerë e përshtatshme për llogaritjet - 1000 kg/m^{3 ose 1 kg/l.}

Për sistemet e gazit, është zakon të përdoret dendësia e ajrit në presionin atmosferik dhe temperaturën 0 si standard oC.

Varësia e densitetit nga presioni dhe temperatura

Vlera e studiuar nuk është konstante për një trup të caktuar,nëse ndryshoni temperaturën ose presionin e jashtëm. Megjithatë, lëngjet dhe trupat e ngurtë janë të pakompresueshëm në shumë situata, që do të thotë se dendësia e tyre mbetet konstante me ndryshimet e presionit si dhe ndryshimet e temperaturës.

Ndikimi i presionit manifestohet si më poshtë: kur rritet, distanca mesatare ndëratomike dhe ndërmolekulare zvogëlohet, gjë që rrit numrin e moleve të një lënde për njësi vëllimi. Pra, dendësia po rritet. Një ndikim i qartë i presionit në karakteristikën në studim vërehet në rastin e gazrave.

Temperatura ka efektin e kundërt të presionit. Me një rritje të temperaturës, energjia kinetike e grimcave të materies rritet, ato fillojnë të lëvizin më aktivisht, gjë që çon në një rritje të distancave mesatare midis tyre. Fakti i fundit çon në një ulje të densitetit.

Përsëri, ky efekt është më i theksuar për gazrat sesa për lëngjet dhe trupat e ngurtë. Ekziston një përjashtim nga ky rregull - ky është uji. Eksperimentalisht është vërtetuar se në intervalin e temperaturës 0-4 oС dendësia e saj rritet me ngrohjen.

Trupa homogjenë dhe johomogjenë

Formula e densitetit e shkruar më sipër korrespondon me të ashtuquajturën mesatare ρ për trupin e konsideruar. Nëse alokojmë një vëllim të vogël në të, atëherë vlera e llogaritur ρ_i mund të ndryshojë shumë nga vlera e mëparshme. Ky fakt lidhet me praninë e një shpërndarjeje jo uniforme të masës mbi vëllim. Në këtë rast, dendësiaρ_{i quhet lokal.}

Duke marrë parasysh çështjen e shpërndarjes jo uniforme të materies, duket interesante të sqarohet një pikë. Kur fillojmë të konsiderojmë një vëllim elementar afër shkallëve atomike, koncepti i vazhdimësisë së mesme cenohet, që do të thotë se nuk ka kuptim të përdorim karakteristikën e densitetit lokal. Dihet se pothuajse e gjithë masa e një atomi është e përqendruar në bërthamën e tij, rrezja e së cilës është rreth 10^-13 metra. Dendësia e bërthamës vlerësohet nga një shifër e madhe. Kjo është 2, 310¹⁷ kg/m^3.

Matja e dendësisë

U tregua më lart se në përputhje me formulën, dendësia është e barabartë me raportin e masës ndaj vëllimit. Ky fakt na lejon të përcaktojmë karakteristikën e specifikuar thjesht duke peshuar trupin dhe duke matur parametrat e tij gjeometrikë.

Nëse forma e trupit është shumë komplekse, atëherë metoda universale për përcaktimin e densitetit do të jetë peshimi hidrostatik. Ai bazohet në përdorimin e forcës së Arkimedit. Thelbi i metodës është i thjeshtë. Trupi fillimisht peshohet në ajër dhe më pas në ujë. Diferenca në peshë përdoret për të llogaritur densitetin e panjohur. Për ta bërë këtë, përdorni formulën e mëposhtme:

ρ=ρ_l P₀ / (P₀ - P l_),

ku P₀, P_l - pesha e trupit në ajër dhe lëngje. Prandaj, ρ_{l është dendësia e lëngut.}

Metoda e peshimit hidrostatik për të përcaktuar densitetin, sipas legjendës, u përdor për herë të parë nga një filozof nga SirakuzaArkimedi. Ai ishte në gjendje, pa cenuar integritetin fizik të kurorës, të përcaktonte se për ta bërë atë nuk ishte përdorur vetëm ari, por edhe metale të tjera më pak të dendura.